Исследователи из больницы Маклин провели комплексное генетическое и клеточное исследование, которое пролило свет на сложные молекулярные механизмы, лежащие в основе шизофрении. Ученые выявили, как гены риска влияют на различные типы клеток в префронтальной коре мозга.
Результаты исследования показали, что больше всего страдают возбуждающие нейроны, что связывает шизофрению с развитием нервной системы и путями, связанными с синапсами. Это открытие может стать основой для разработки целевых и персонализированных методов лечения этого сложного психического расстройства.
Шизофрения — это заболевание с разнообразными проявлениями, и его природа делает понимание механизмов, вызывающих болезнь, особенно сложной задачей. Однако новое исследование, опубликованное 23 мая в журнале Science, может изменить ситуацию.
Группа ученых из больницы Маклин, возглавляемая Брэдом Ружичкой, научным сотрудником и директором лаборатории эпигеномики психопатологии человека, использовала комплексный анализ для изучения посмертной ткани мозга 140 человек. Их работа позволила создать карту того, как гены, связанные с риском шизофрении, влияют на конкретные клетки мозга.
«Мы обнаружили, какие типы клеток по-разному экспрессируют гены, связанные с риском шизофрении, на какие биологические функции влияют эти клетки и какие факторы транскрипции важны для этих изменений», — объяснил Брэд Ружичка.
По данным Всемирной организации здравоохранения, шизофренией страдают примерно 24 миллиона человек во всем мире. Для нового исследования многоцентровая группа ученых провела анализ транскриптомных изменений в префронтальной коре, изучив более 468 000 клеток.
Исследователи выявили, что возбуждающие нейроны оказались наиболее затронутой группой клеток. Они также обнаружили, что известные генетические факторы риска шизофрении сходятся в изменениях определенных популяций нейронов, подчеркивая взаимодействие между редкими и распространенными вариантами.
С помощью транскриптомного анализа были идентифицированы две отдельные субпопуляции людей с шизофренией, отмеченные экспрессией специфических состояний нейрональных клеток.
Новое исследование предполагает наличие связей между патологией шизофрении и процессами, такими как развитие нервной системы, синаптическая передача сигналов и регуляция транскрипции. Ученые также отметили ключевые регуляторы транскрипции, которые связаны как с шизофренией, так и с нарушениями развития нервной системы.
Авторы исследования ожидают, что их выводы могут проложить путь к персонализированным вмешательствам и улучшению клинических результатов для людей, страдающих шизофренией. В настоящее время исследовательская группа работает над расширением результатов, исследуя другие области мозга и молекулярное влияние других психических заболеваний, таких как биполярное расстройство.
«Эта работа способствует более глубокому пониманию патофизиологии шизофрении как в сложном ландшафте клеток головного мозга, так и в разнообразном опыте людей с этим заболеванием», — сказал Брэд Ружичка, научный сотрудник и заместитель медицинского директора Гарвардского центра ресурсов мозговой ткани в Маклине, а также научный сотрудник кафедры психиатрии Гарвардской медицинской школы.
«Наше глубокое понимание механизмов шизофрении открывает возможности для будущих исследований, направленных на раскрытие генетических и экологических основ этого заболевания, чтобы мы могли обеспечить нашим пациентам лучший уход», — добавил он.
Литература.
“Single-cell multi-cohort dissection of the schizophrenia transcriptome” by W. Brad Ruzicka et al. Science
